燃料电池是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术，又被称为电化学发电器，是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。
通常来说，燃料电池由四部分组成，分别是阳极、阴极、电解质和外部电路，其中燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入，之后燃料气在阳极上放出电子，电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。随后离子在电场作用下，通过电解质迁移到阳极上，与燃料气反应，构成回路，产生电流。不仅如此，由于燃料电池本身的电化学反应和其中的内阻，还会产生一定的热量。
燃料电池主要分为固体氧化物燃料电池、氢燃料电池、直接甲醇燃料电池等，目前主要应用在汽车工业、能源发电、船舶工业、航空航天、家用电源等行业。
相较于传统的电池来说，燃料电池用燃料和氧气作为原料，内部并没有机械装置，所以不会产生噪声污染，并且所产生的有害其他非常少，所以是一种非常环保的发电技术。同时，燃料电池发电不受卡诺循环的限制，它的理论发电效率可达到85％ ～90％。不过由于目前技术限制，燃料电池的能量转化效率约为40％～ 60％。
此外，液氢燃料电池的比能量是镍镉电池的800倍，直接甲醇燃料电池的比能量比锂离子电池高10倍以上，尽管目前只能达到理论值的10％，但其能量仍超过很多传统电池。同时，只要是含有氢原子的物质都可以作为燃料电池的原料，可以减少稀有能源的消耗。此外，燃料电池最大的一个优点就是燃料电池具有组装式结构，安装维修方便，不需要很多辅助设施，而且它的电站的设计和制造也同样非常方便。
